Ми вже переконалися, що в процесі фотосинтезу з діоксиду вуглецю і водню (з води) в рослинах утворюються цукру. Цей процес вимагає витрат енергії. Енергія і водень поставляються світловими реакціями, в яких синтезується АТФ (аденозинтрифосфат) - носій енергії - і відновлений НАДФ.
АТФ є носієм енергії в клітині. Його будова описується в розділі, а значення - в кінці розділу. НАДФ (нікотин-даденіндінуклеотідфосфат) відомий як переносник водню, який працює так само, як і НАД. Будова НАД і НАДФ наведені на малюнку, а їх роль як переносників водню - в соответстсвующая статті. Буде корисно, якщо ви спочатку ознайомитеся із зазначеним матеріалом.
АТФ утворюється з АДФ шляхом приєднання до нього ще одного фосфату. Цей процес носить назву фосфорилювання і вимагає витрати енергії. При фотосинтезі джерелом енергії є світло, тому процес називається фотофосфорилювання. Водень для відновлення НАДФ виходить з води. Крім води, для протікання цього процесу потрібно ще і енергія, яку постачає світло. Роль АТФ та відновленого НАДФ складається просто в постачанні енергії та водню для темнових реакцій.
Раннє ми вже бачили, що при висвітленні фотосистем I і II з молекул хлорофілу, що входять в ці системи, вивільняються високоенергетичні електрони. Саме їхня енергія використовується для отримання АТФ та відновленого НАДФ. Механізм цього процесу представлений на малюнку. Схема містить великий обсяг інформації, тому вимагає уважного вивчення. Зверніть увагу, що вертикальна вісь відображає енергетичний рівень електронів.
Процес залежить від потоку електронів від Р 600 і Р 700 - Потік викликається енергією, джерелом якої служить світло. Запам'ятайте такий вираз:
По-перше, електрон від Р 600 або Р 700 переходить на більш високий енергетичний рівень за рахунок енергії збудження. Замість того щоб скотитися назад в фотосистему і втратити при цьому енергію, електрон захоплюється акцептором електронів. Цей процес являє собою важливе перетворення енергії світла в енергію хімічних зв'язків. Таким чином, акцептор електронів відновлюється, а позитивно заряджена (окислена) молекула хлорофілу залишається в фотосистемі. Далі електрон, образно кажучи, «подорожує» вниз, тобто зі зменшенням енергії, від одного акцептора електронів до іншого, беручи участь в цілій серії окислювально-відновних реакцій. Втрата енергії під час цього переходу пов'язана з синтезом АТФ. Шлях, прохідний електроном, може бути циклічним (з поверненням на вихідну позицію) або нециклічні, закінчуючись на освіту НАДФ. Взаємодія електронів з НАДФ призводить до його відновлення.